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自動駕駛既然有雙目攝像頭了為什么還要三目攝像頭?

時間:2025-12-09 17:06:29來源:OFweek 傳感器網(wǎng)

導(dǎo)語:?在自動駕駛領(lǐng)域,純視覺方案一直受到不少人的認可。雙目攝像頭由于模擬了人眼的工作方式,能夠通過視差計算還原三維信息,在距離判斷和空間感知上具有天然優(yōu)勢,因此被廣泛應(yīng)用于純視覺系統(tǒng)中。

  但在實地落地時,有些廠商并未止步于雙目,而是選擇了三目攝像頭的方案。為什么有了雙目,還要選擇三目攝像頭?

  雙目攝像頭怎么“看出”深度?

  雖然雙目攝像頭理論上可以還原三維、判斷深度,但三目的設(shè)計能補足“雙目”的短板,帶來更多靈活性。

  在聊三目之前,還是先看下雙目攝像頭是如何工作的。車載雙目攝像頭其實就是模仿人眼的視覺機制,通過兩個略有間距的攝像頭同時拍攝同一個場景,然后通過比較兩幅圖像之間的差異,算出深度信息。

  與單目攝像頭只能識別形狀、顏色、或依賴學(xué)習(xí)來估算距離不同,雙目系統(tǒng)能夠直接量化物體到車輛的距離,這對于碰撞風(fēng)險評估、精準停車、障礙物避讓等任務(wù)非常關(guān)鍵。

  相比單目視覺只看能到畫面,雙目可以讓系統(tǒng)看到世界的深度。這也就是為什么不少自動駕駛、輔助駕駛的場景,會選擇雙目攝像頭而不是單目的原因。

  由于雙目依賴圖像中的特征(像紋理、邊緣、對比)來匹配左右兩幅圖像中的對應(yīng)點。如果畫面單一、紋理很勻、或者光照差,匹配就容易失敗,對深度估計就不可靠。

  雙目的深度計算也受視差大小影響,如果目標離攝像頭很遠,視差會變得非常小,小到可能低于一個像素,深度估算誤差就比較大了。

  雙目系統(tǒng)還要求兩個攝像頭之間的“基線”(相對位置距離、對齊)必須精確,標定和同步也不容易。

  因此,盡管雙目是一個比單目更強、更直接的方案,但它在部分場景下依然表現(xiàn)不盡如人意,尤其在光照差、遠近混合、遮擋/紋理不明顯的時候,會表現(xiàn)出很強的不適應(yīng)性。

  三目/多目攝像頭為啥成趨勢?

  現(xiàn)在越來越多車企使用三目攝像頭,那三目攝像頭是怎么設(shè)計的,它又解決了什么問題?其實對于自動駕駛來說,“多目視覺+多攝像頭”的設(shè)計其實是為了提升系統(tǒng)對復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)能力。視覺感知系統(tǒng)可分為單目、雙目、以及多目(包括三目、四目、環(huán)視多攝像頭等)三種主要方案。

  三目不只是再加一顆攝像頭這么簡單。它往往包含一顆廣角攝像頭(視角寬、適合近距離與周邊環(huán)境監(jiān)測)、一個中視角攝像頭(覆蓋常規(guī)視野、中距離)和一個遠距攝像頭(視角窄、適合遠距離觀察,探測更遠目標)三種不同焦段/視野組合。

  這樣一來,三目攝像頭就能在“近–中–遠”不同距離上都保持較好感知,這樣既能看到近處突然出現(xiàn)的障礙、行人,也能監(jiān)測遠處的車輛或路況,保證在高速、長距離行駛時的安全與反應(yīng)時間。

  多目攝像頭(比如三目)還能充分利用不同視角之間的信息關(guān)聯(lián)。系統(tǒng)可以通過多視角一致性來交叉驗證目標的存在和位置,在某一個視角因為遮擋、反光或角度原因看不清的時候,還能從另一個攝像頭獲得更清晰的觀測結(jié)果。這種基于多視角的遮擋補償能力,使得自動駕駛系統(tǒng)不再依賴單一路徑或單一視角,從而減少漏檢目標的情況,也讓整體感知結(jié)果更加穩(wěn)定可靠。

  此外,使用多攝像頭、同步采集還可以讓整個車輛感知系統(tǒng)獲得更全面、穩(wěn)定的環(huán)境認知,對車道、障礙、行人、周邊車輛、遠近物體,都有更高覆蓋率。對于自動駕駛(尤其是中/高階自動駕駛系統(tǒng))來說,這種冗余和覆蓋,是非常重要的。

  三目相比雙目的幾個關(guān)鍵優(yōu)點

  1)覆蓋距離與視場更全面

  雙目通常有固定基線、固定焦距/視角,適合中距離深度估計。但如果只靠雙目,車輛在“高速遠景+城市近場+周邊盲區(qū)”這種多變場景下,很難兼顧所有距離與視野。

  三目通過“廣角+中焦+長焦”組合,就能做到近處看清行人、橫穿車輛;中距保持對前方一般交通情況的監(jiān)控;遠處提前發(fā)現(xiàn)遠方車輛、物體、路況。這個組合讓感知系統(tǒng)更靈活,更適合實際駕駛中那種“遠近混雜、隨時可能有變化”的情況。

  2)增強魯棒性

  真實交通環(huán)境中,路面可能是空曠的、車輛可能距離較遠、物體可能遮擋,若單純靠雙目的立體匹配,會在紋理少、遠距離、光照差、遮擋的情況下出問題。

  三目系統(tǒng)因為有多個視角/焦段,就更容易應(yīng)對這些“難搞的情況”,若某一個鏡頭看不清,另一個鏡頭還能捕捉到;或者某個角度遮擋了,中焦或遠焦鏡頭或廣角鏡頭可以做補充。這樣多條視覺路徑/視角的冗余,會讓系統(tǒng)整體更穩(wěn)。

  3)提高深度估計范圍與精度彈性

  雙目測距時,如果把基線設(shè)得很寬,可以測更遠的距離,但這會犧牲近距離測距的精度。反過來,如果基線很窄,近距離可能測得不錯,但遠距離就不行。

  而三目攝像頭可以通過多組攝像頭,對不同距離分別用合適的鏡頭/基線/焦距,這樣就可以同時兼顧近距離高精度+遠距離長探測的需求。這種靈活性,是雙目難以達到的。

  4)更適合復(fù)雜場景

  自動駕駛對環(huán)境感知不僅要求看得清,還要求足夠冗余、可回退及容錯。復(fù)雜天氣、光照、遮擋、潛在危險,都可能導(dǎo)致某一目視覺失敗。如果只有雙目,一旦雙目失效(比如紋理太單一、太遠、遮擋、眩光等),系統(tǒng)可能就漏掉障礙。

  三目/多目通過視角冗余+鏡頭多樣+算法融合,可提高系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性和可靠性,對安全至關(guān)重要。尤其是對于高級自動駕駛(如L3/L4級別)的車輛,三目攝像頭更具優(yōu)勢。

  三目攝像頭會帶來哪些問題?

  三目攝像頭,需要保證三個攝像頭之間的相對位置(基線、角度)、時間同步、鏡頭畸變校正等都必須非常精確。如果校準或同步不好,就可能引入深度偏差或?qū)R錯誤,這在自動駕駛中可能是致命的問題。

  多攝像頭也意味著更多圖像數(shù)據(jù)、多視角融合、深度計算+決策融合,這要求更強的硬件、更復(fù)雜的算法,而且要保證實時性。

  像是三目攝像頭這種多個鏡頭、不同焦段/視野的設(shè)計,對攝像頭模組、鏡頭排布、遮擋防護、調(diào)校都更為苛刻,價格也更貴。對于一些低成本車輛來說,成本可能難以覆蓋。

  因此,“三目”雖好,但不代表“鏡頭越多越好”。還是需要根據(jù)所需功能(是輔助駕駛,還是高級自動駕駛)、成本、計算能力、可靠性等因素,做綜合權(quán)衡。

標簽: 自動駕駛

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